頂空固相微萃取-氣質聯用檢測豬肉新鮮度

馬瑜璐，朱 斌，張 雷，徐昕榮

(1.華南理工大學化學與化工學院，廣東 廣州 510640；2.華南理工大學分析測試中心，廣東 廣州 510640)

頂空固相微萃取-氣質聯用檢測豬肉新鮮度

馬瑜璐1，朱 斌2,*，張 雷1，徐昕榮2

(1.華南理工大學化學與化工學院，廣東 廣州 510640；2.華南理工大學分析測試中心，廣東 廣州 510640)

以豬肉為研究對象，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用(HS-SPME-GC-MS)技術考察在不同新鮮程度下揮發性成分的變化，建立一種可用于評價豬肉的新鮮度的檢測方法。結果顯示，不同新鮮度的豬肉的揮發性成分有很大差異，隨著新鮮程度的降低，出現了甲硫醇、二甲基二硫、二甲基三硫、二甲基四硫、吲哚等物質。結果表明，HS-SPME-GC-MS可以檢測到這些物質的變化，因此可嘗試用HS-SPME-GC-MS技術來評價豬肉新鮮度。

頂空固相微萃取(HS-SPME)；氣相色譜-質譜法(GC-MS)；豬肉；新鮮度

豬肉是人們最常食用的肉類食品。在貯存過程中，由于自身和外界環境的影響，豬肉會發生腐敗現象，新鮮度下降，產生不良風味，導致豬肉品質下降。檢驗肉類新鮮度的方法，一般分為感官檢驗、理化檢驗和微生物檢驗。在豬肉品質評價過程中，感官評價受人為因素影響較大，微生物和理化檢測存在費時、費力等缺點，因此需要一種新的客觀、簡潔、快速準確評價豬肉新鮮度的技術[1]。

氣質聯用[2]具有客觀、準確、快捷地評價揮發性氣體，并且重復性好的特點，固相微萃取(SPME)自從19世紀被應用于分析揮發性組分以來就顯示了其獨特的優勢，簡便、快速、經濟安全、無溶劑、選擇性好且靈敏度高，可直接與氣相色譜-質譜(GC-MS)聯用，集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體，大大加快了分析檢測的速度，近年來被廣泛應用于檢測肉類食品[3-13]中的揮發性物質。氣質聯用在肉品中的風味物質，以前的研究或者是研究新鮮肉中的風味物質，或者最近出現的研究豬胴體變質后的有機物[14]，關于研究肉的新鮮度的變化(不同等級)的較少。本工作以豬肉為研究對象，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用(HS-SPME-GCMS)技術考察在不同新鮮程度下揮發性成分的變化，旨在為HS-SPME-GC-MS技術評價豬肉新鮮度提供一定的參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮豬肉 廣州市天河區五山路金沙超市。

三合一自動進樣器 美國CTC公司；Varian4000GC/MS/MS system氣相色譜質譜聯用儀(配有EI電離源) 美國瓦里安公司；50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 Supelco公司；進樣隔墊[ThermogreenTMLB-2 Septa，diam=11.0mm (7/16 in.)]；BS110S電子天平 北京賽多利斯天平有限公司；頂空瓶(22mm×75mm×20mL)；色譜柱： 19091R-316毛細管柱VOC(60m×0.32mm，1.80 μm) 美國Agilent公司；絞肉機 飛利浦(中國)公司。

1.2 方法

1.2.1 原料處理

將鮮豬肉用絞肉機(使用前消毒，以減少微生物的污染)攪碎。豬肉攪碎的目的是為了使樣品均勻；每次購肉500g左右，絞肉機絞肉2遍，每遍絞1～2min。對豬肉碎肉稱質量，每份樣品為1g(精確到0.001g)。研究肉在冰箱冷凍-18℃(每隔1d檢測1次)、冷藏4℃(每隔1d檢測1次)和20℃條件下(每隔4h左右檢測1次)肉的變化情況，限于冷凍-18℃、冷藏4℃保存時間較長，室溫20℃肉新鮮程度的變化較快，結果顯著，本實驗僅對室溫20℃的情況進行討論。

1.2.2 頂空固相微萃取

萃取纖維頭的老化：第一次使用之前，萃取纖維頭按照廠家提供的溫度、時間進行老化。以后使用時先于老化溫度下老化30min，再在與做樣相同的條件下不加樣品做數次空白，直到解析空白萃取頭的色譜峰不變再做樣。

在20mL頂空瓶中加1g豬肉樣品，將頂空瓶中的肉類樣品在50℃，500r/min平衡30min，然后插入50/30μm DVB/CAR/PDMS纖維頭，于50℃萃取5min。

1.2.3 色譜條件

色譜柱：Agilent 19091R-316毛細管柱，VOC(60m× 0.32mm，1.80μm)；升溫程序：35℃保持3min，以10℃/min升至85℃，以2℃/min升至160℃，以20℃/min升至200℃，保持5min；載氣(He)流速1.0mL/min，進樣口溫度：220℃；進樣方式：不分流進樣。解吸時間：5min。

1.2.4 質譜條件

電子轟擊(EI)離子源；電子能量70eV；傳輸線溫度230℃；離子源溫度170℃；離子肼溫度180℃，質量掃描范圍m/z 30～200。分析結果運用NIST檢索，并結合相關文獻及標準品進行解譜。

2 結果與分析

豬肉的新鮮程度對豬肉的風味和營養具有很大的影響，其主要原因在于豬肉中氨基酸的分解。豬肉在一定溫度下的存放過程中，其氣味的變化主要是其揮發性成分隨新鮮程度的不同而變化。本實驗使用GC-MS聯用技術檢測了20℃條件下豬肉中揮發物隨豬肉新鮮程度不同的變化情況。本實驗研究了豬肉保存到90h的揮發物質的變化規律。

豬肉在20℃條件下保存時產生的揮發性物質通過氣相色譜-質譜聯用技術進行檢測，結果見圖1。新鮮豬肉中的揮發物種類比較少，峰強度較低，隨著新鮮程度的下降揮發物種類不斷增多，且峰強度增加。肉的新鮮度的判斷參照傳統肉的新鮮度的檢測方法，結果表明兩者較吻合。

圖1 不同新鮮程度豬肉揮發物的GC-MS總離子流圖Fig.1 TIC of volatile components of pork at different freshness levels

豬肉在20℃條件下保存不同時間使豬肉的新鮮程度下降后變化明顯的9種化合物的分析結果(使用SPSS軟件進行主成分分析結果)(表1)。對9種含量變化明顯的化合物的特征離子進行抽提后的離子流圖的面積積分結果，從該積分面積可以看出各種組分的相對變化(表2)。由表1、2可以看出，1號物質(2-氨基-1-丙醇）在新鮮豬肉和次新鮮豬肉中含量(質量分數，下同)比較低，隨著新鮮程度的降低該物質含量也增加；3號物質在新鮮豬肉中含量較低、隨著豬肉新鮮程度的降低，該物質含量增加；4號物質(3-羥基-2-丁酮)在新鮮豬肉中含量較高，隨著新鮮程度的降低逐漸較少，并逐漸檢測不到；2、5、7、8號含硫化合物(甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基三硫、二甲基四硫)在新鮮豬肉中檢測不到，隨著豬肉品質變得不新鮮，出現了這些含硫化合物，且這些含硫化合物隨著豬肉新鮮程度的降低而增加，并且這些物質的增加趨勢一致，這可能是蛋氨酸通過酵母代謝的中間產物，甲硫醇可進一步轉化為二甲基二硫、二甲基三硫等化合物[15]；6號物質(苯酚)，從腐敗到一定程度以后出現，并且隨著腐敗程度的增加有上升的趨勢；9號物質(吲哚)在新鮮豬肉中含量很低，隨著新鮮程度的下降，吲哚含量急劇增加。

表1 20℃貯存條件下9種含量變化明顯的的化合物的分析結果Table 1 Information on 9 volatile compounds changing significantly during storage at 20 ℃

選取同樣儲存條件下的豬肉分析5次，各個色譜峰峰面積和保留時間的平均相對標準偏差(RSD)分別在3.2%～4.70%和0.31%～0.62%之間。此結果表明方法具有較高的精密度和重現性。

實驗說明：在20℃條件下保存不同時間，豬肉樣品從新鮮到嚴重腐敗，其揮發物的種類和峰面積發生了顯著變化，這可能是因為在一定的保存溫度下，隨著保存時間的延長，豬肉樣品在微生物和酶等因素的作用下，蛋白質發生的催化降解反應，致使豬肉樣品產生了不同的揮發性成分，并且隨著反應的進程，揮發性的成分發生了顯著變化，含氮和含硫化合物最明顯反映了肉的變質，對應于表1中的2、3、5～9組分，這些微觀的化學變化過程可以通過GC-MS檢測到，并且通過對這些物質進行分析，可以反映出肉類的新鮮程度，該方法可以作為一種肉類新鮮度的檢驗評價方法。

表2 20℃貯存條件下9種含量變化明顯的化合物的積分面積Table 2 Integral areas of 9 volatile compounds changing significantly after different periods of storage at 20 ℃×104

3 結 論

本實驗通過對新鮮程度不同的豬肉樣品的氣相色譜-質譜聯用檢測發現，隨著新鮮程度的變化，豬肉樣品的揮發性物質會發生明顯的變化，在不同新鮮程度下，豬肉揮發性成分發生變化，GC-MS可以檢測到這些組分的變化。本方法檢測肉的新鮮度只需使用少量樣品即可，對樣品消耗極低，并且前處理簡單、快速，整個檢測過程完全自動化，可解決目前傳統的感官檢驗、理化檢驗豬肉的新鮮度等方法存在的主觀性、復雜性、不準確性等缺點，顯著提高肉的新鮮度的檢測的客觀性和準確性，有利于開發一種客觀、簡潔、快速、準確檢測豬肉新鮮度的新方法。

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Evaluation of Pork Freshness by HS-SPME-GC-MS

MA Yu-lu1，ZHU Bin2,*，ZHANG Lei1，XU Xin-rong2
(1. School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China；2. Analytical and Testing Center, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)

A method to evaluate pork freshness was proposed based on the use of headspace solid-phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS) to analyze changes in the volatile composition of pork with different freshness. Pork samples with different freshness showed a big difference in their volatile composition. Along with the decrease in freshness, some toxic sulfides and amines were detected including methanethiol, disulfide dimethyl, dimethyl trisulfide, tetrasulfide dimethyl, indole and so on. Our results indicated that HS-SPME-GC-MS could changes in these compounds in pork, therefore providing an applicable approach to evaluate pork freshness.

headspace-solid-phase microextraction (HS-SPME)；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)；pork；freshness

O657.63

A

1002-6630(2011)14-0253-04

2010-09-14

馬瑜璐(1985—)，女，碩士研究生，主要從事分析化學研究。E-mail：zzumayulu@163.com

*通信作者：朱斌(1966—)，男，高級工程師，博士，主要從事分析化學研究。E-mail：esbzhu@scut.edu.cn